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學者觀點

賀克斌:為實現碳中和,中國某些技術比西方國家更有優勢

12月17日-18日,在2021網易未來大會期間,中國工程院院士、bevictor伟德官网碳中和研究院院長、bevictor伟德官网教授、國家生态環境保護專家委員會副主任賀克斌,發表了《“雙碳”的機遇與挑戰》主題講話,就現階段我國實現碳達峰、碳中和的挑戰、必要性,以及未來存在的挑戰與機遇,進行了詳細分享。

賀克斌談到,現階段全球已有130多個國家全面提出碳中和目标,這些國家GDP占比高達全球的73%。中國作為其中代表,為實現碳中和,面臨“三高一短”巨大挑戰,但在當今世界經濟正從資源依賴型走向技術依賴型的大趨勢中,中國積極推進“雙碳”工作勢在必行。事實上,中國為實現碳中和,一些技術相較西方國家具有綜合優勢。更重要的是,實現碳達峰、碳中和對中國有多層面的戰略意義。其中,對生态環境的改善,将成為中國生态文明建設的重要推手。

為此,賀克斌指出為實現雙碳目标最關鍵的工作,在于推動能源結構的轉型。資源增效減碳 、能源結構降碳、地質空間存碳、生态系統固碳、市場機制融碳等手段,将成為中國實現碳中和的重要推手。值得關注的是,賀克斌表示,保障全球實現碳中和目标的技術支撐尚不夠成熟。

賀克斌指出,實現碳中和的關鍵是科技創新,聚焦人才培養。如果說過去四十年支撐中國快速發展的關鍵詞是改革開放,那未來四十年推動中國持續發展的關鍵詞很可能就是雙碳行動。展望未來,機遇與挑戰同在,值得期待,但人們更需要艱苦的努力。

以下為賀克斌演講實錄:

為了應對全球氣候變化,全球,包括中國作為一個負責任的大國,在積極地采取行動。“雙碳”行動,這是一個名副其實的全球性的行動。截止到去年年底,全球130多個國家承諾提出了碳中和的目标,這些國家加到一起占全球二氧化碳排放量的73%,占全球GDP的70%。

我們國家,将其提到非常重要的國家發展戰略的高度,從去年9月22号習主席宣誓3060目标之後,到現在14個月,習主席在重大的國際場合談“雙碳”問題,平均每個月一次,這是非常少見的情況。

中國要全面實現3060目标面臨巨大的挑戰,可以歸納為三高一短:第一,現在的能源結構在全球看是典型的高碳能源結構,總能源裡的化石能源比例和化石能源裡的煤炭比例,在世界耗能大國裡最高。第二,高碳的産業結構,由于我國社會經濟發展所處階段和在全球産業鍊的位置,公認的高碳産業占全球比例非常高。第三,我們還處在中高速的工業化、城鎮化階段,增量因素很大程度上存在。第四,從達峰到中和隻有30年時間,相比歐洲70年和美國45-50年明顯更短,這是一個非常巨大的挑戰。

這麼大的挑戰為什麼我們下決心要做?

包括最近格拉斯哥締約國大會,氣候履約是一個重要因素,後面還有兩個非常重要的因素,第一,新一輪的世界範圍的産業競争,“雙碳”行動,将推動世界經濟從過去的資源依賴型逐漸走向技術依賴型,這是對未來影響非常大的重要因素。

國際能源署做過分析,未來實現全球“雙碳”目标,從化石能源轉向風光為主體的能源結構時,全球可提供的風光為主體的能源資源總量是足夠的。我們過去經常講到的挑戰,化石能源不充足的資源約束,将逐漸解除。

第二,新能源分布的均勻性比傳統化石能源大大提升。全球儲量前五位的國家占全球煤炭儲量的75%,石油的62%,天然氣的67%,空間分布極不均勻。全球風光能源資源分布也分不均勻,但是絕對找不出五個國家占三分之二甚至四分之三的情況,各個國家都有機會不同程度地利用風光資源,而利用程度的高低将更多取決于技術發展的水平。資源依賴型向技術依賴型的轉型對未來世界經濟是非常重要的因素。

全世界都看到這一點,從氣候履約切入,通過雙碳行動布局新一輪的産業競争。歐盟的綠色新政,從工交能建減碳的角度和農業生态環境碳彙的角度,全面布局下一輪産業競争的技術研發重要領域。

美國提出了五個零,零碳電力,零碳交通,零排放車、零廢物制造,零碳建築,通過六個方面技術領域的布局,支撐這“五個零”目标的全面實現。

産業競争技術的焦點在零碳的能源技術。比如,我們國家通過多年的積累,在風光資源的利用當中,現階段占據某些綜合優勢,我們光伏發電成本現階段比美國低20%,比歐盟低27%。美國能源部提出,未來十年美國光伏成本綜合降低60%,這是作為競争焦點的因素之一。

又如,現階段我們綠氫的綜合成本也具有全球優勢,比美國低30%,比歐洲低50%,美國的目标未來十年降低80%,到一美元的量級,這也是零碳技術競争的焦點。

此外,英國、韓國、南非、日本,都在布局新一輪的技術創新行動計劃,去突破資源依賴型走向技術依賴型,搶先占領技術創新高地。特别是日本,今年上半年公布了到2030年的14個領域産業創新布局,同時講到2030年到2050年周期,這14個領域會進一步調整。跟能源相關的産業,交通運輸、制造業、建築業,海上風電、氨燃燒、氫能,以及小汽車電動化,大型運載工具,包括船舶,電動船舶,航空業裡的的混合動力飛機和氫動力飛機都在進一步推進。

以中國為代表的世界上的發展中國家,他們的發展階段不僅僅是“雙碳”行動,還有很多生态環境問題沒有完全解決,碳污雙重挑戰,是世界未來發展中,所有發展中國家需要共同面對的。“雙碳”行動還有一個很重要的、對中國這樣的發展中國家很重要的作用,即全面帶動或者促進生态文明建設和美麗中國目标的實現。

習總書記在多次國内的會中講到把“雙碳”納入生态文明建設的整體布局,特别指出我們國家的生态文明建設已經進入了以降碳為重點戰略方向,減污降碳協同增效,促進生态環境質量從量變到質變的關鍵時期。

溫室氣體減排,特别是二氧化碳減排,跟我們治霧霾涉及的常規污染物減排同根同源,我們的氣候政策和清潔空氣政策有很多可以協同增效的。藍天保衛戰八年的奮鬥,大家感覺到像北京這樣的城市霧霾污染在逐漸好轉,其實推動減碳的效果也非常明顯。

我們做過一個未來路徑分析,如果按照“雙碳”行動往前推進,對空氣質量是什麼樣的含義?2020年全國337個城市,平均PM2.5濃度33微克/立方米,如按照老的路徑治污,沒有“雙碳”行動,幹到2060年,全國337個城市PM2.5濃度平均最多可達25微克/立方;在雙碳路徑下,如果2030年達峰,到2060年我們的平均值會降到20微克/立方,如提前兩年達峰,2028年達峰,到2060年全國平均是18微克/立方;如果2060年全面實現碳中和,我們的PM2.5全國平均值會降到8微克/立方的水平,是美國現階段全國的城市平均值,這有什麼含義?這裡有非常明确的含義,美麗中國促進健康中國,大家知道世衛組織在今年8月份公布了新一輪空氣質量準則,最低推薦值從10微克/立方調到5微克/立方,這是有16年新的環境健康研究成果依據來支撐的。

中國正在進入人口老齡化,未來對污染的耐受程度更差,健康反應會更強。健康經濟學家算過帳,今天多花一塊錢治污,未來會少花十塊錢治病,就算以後社會福利進一步提高,這十塊錢全部報銷,你的幸福感、獲得感将大打折扣。“雙碳”行動推進生态環境的改善,美麗中國促進健康中國,這個值得我們加倍努力。

最關鍵的問題,上述空氣質量改善75%到80%的貢獻來自能源結構轉型,中國國情決定了這是難度非常大的工作。中國在未來,從達峰到中和需要100億噸左右二氧化碳減排,怎麼實現這一減碳的目标,我們大緻可以通過五個方面的技術途徑和政策途徑組合來實現這個目标。

首先是資源增效減碳,有了雙碳的行動,在達到同樣經濟目标的情況下,将通過節能與資源高效利用,減少能源資源使用實現減碳;第二是能源結構降碳,通過非化石能源利用從相對低的比例走到相對高的比例,實現降碳;第三是地質空間存碳,通過碳捕集、利用和封存實現減碳;第四是生态系統固碳,通過各類生态系統修複與建設,實現碳吸收能力的提升鞏固;這四類的技術措施,要通過有序的政策引導,特别是市場引導,讓其在未來幾十年逐步合理地發生,這就是市場機制融碳。資源增效減碳。首先,我們有幾十年節能增效的努力,和自己比取得了很大的進步,但是和世界水平和發達國家比還有很大的發展空間,在當下水平下,綜合節能1%可以減一億多噸的二氧化碳,這是我們未來一定會做的。

第二,推進無廢城市建設,大力推進廢物資源化,現在更多做的是固廢,像垃圾分類這樣的工作,未來可能是固廢、廢水、廢氣、廢熱,不僅僅是垃圾或者工業廢物,四廢的打通和廢碳打通構成物質循環利用,邁向無廢社會,獲得碳的減排。

能源結構降碳,是未來最大的減排空間。國家氣候中心分析給出,全世界也是這樣的路徑,即大幅度增加風光資源的利用。到2050年,我們國家的風光發電量可以達到60億千瓦,相當于2020年的11倍,這個結果是把不太經濟利用的低速風和低密度的光伏全部扣去獲得的,風光利用上占地并不多,未來可以達到這樣的目标。

同時,我們可以看到,光伏發電成本快速降低,支撐了設計未來目标非常重要的價格或者是經濟基礎。大家可以看到,1990年,一度光伏電的發電成本100美元,随後每十年降一個數量級,2000年是10美元,2010年是1美元,2020年則降至一點幾美分,到今天太陽能發電和煤電比,在發電部分成本略低于煤電。過去我們講國家的能源資源特征是富煤、缺油少氣,現在豐富的可再生能源已經成為我們不可缺少的能源資源禀賦,未來風光水核互補的能源體系,特别是以風光為主,将支撐我們實現3060的“雙碳”目标。

這裡會帶來一系列未來産業的重構,比如我們在過去老的電網系統, 是典型的“以需定供”,比如北京市7月份,大家都開空調,持續高溫,用電達到高峰,一定會加大發電負荷,加大山西運煤,從供給端解決;以後風光為主的時候,供給端會有很大的波動,将形成新的“以供調需”系統,“以供調需”不是拉閘限電,會做到未來更高精度的風光發電出力資源預報,在精确資源預報的情況下,通過市場信号給電價做出反應,引導廣大電動車車主,通過智能充電樁的充放電,獲得電價降升間的收益,同時發揮了分布式儲能裝置的作用。根據國家電網在北京人濟大廈做的試驗,一輛電動車,通過上述過程能夠收入四千塊錢。全國目前有600萬輛新能源車,根據相關規劃,到十四五末将達到兩千萬,2030年達到八千萬,2040年将到三個億左右,如果形成這樣的體系,充電量基本上與全社會用電量相當。

在工業生産環節和生活用電環節都可以實現柔性用電,這就是所謂的虛拟電廠。這已經不是未來長期的構想了,一些起步公司已經在做虛拟電廠這方面的工作。但是可再生能源從低比例到高比例,對電網穩定性和反應速率的要求不斷提高:低于10%時可通過現有電網調節完成,達到百分之十幾的時候要用抽水蓄能加電網調節,到30%的時候要建立“源網荷儲”一體化系統,如果達到50%以上,像今天丹麥這樣的水平,要有更新一輪的信息技術、大數據數字技術的支撐。新一代電網的建成,是能不能形成新格局的技術關鍵。

第三,地質空間存碳,把未來确保供電穩定而使用化石能源托底的那部分産生的二氧化碳捕集下來,加以利用後,不能利用的在合适的地質空間如廢棄的礦井裡封存。

生态系統固碳,核心是增加碳彙。生态文明建設裡的山河林田湖草沙都跟增彙有關,包括林業農業的增彙,自然碳彙的管護,城市綠地建設、交通系統如鐵路和公路兩旁的綠化帶建設,都是增加碳彙,加在一起增量非常可觀,通過增彙減少能源系統減碳的壓力,給新技術騰出更多研發和投入市場的時間。

最後,用市場機制調動新技術逐漸準入工業化的應用。今年7月16号中國全面啟動了碳市場,目前中國的碳價約50元人民币/噸,歐盟是50-60歐元/噸,這意味着中國的碳價以後可能會從50元人民币逐步漲到到400多人民币,會很大程度上撬動不同的技術有序進入市場。

要實現這樣的目标,我們描繪了這麼多的路徑。但現階段的科技支撐,還有明顯的短闆。這是國際能源署今年發布的,全球實現碳中和六大闆塊的技術,藍色部分是已經成熟的,黃色部分是不成熟的,以減碳的總量統計,約50%的技術還不成熟,未來幾十年裡大家要攻關。中國科技部,通過21世紀中心組織做的分析,支撐中國未來實現雙碳目标的6大類技術和18個子類,66個亞類技術做了全面梳理,基本結論是,如果以減碳的量來算,三分之一是已經商業化的,三分之一在中試與示範工程階段,還有三分之一在概念和基礎研發階段,說明還有将近三分之二的技術,需要在未來幾十年逐漸研發成熟。

在未來,投資方面,綠色刺激和“十四五”規劃裡,将近45萬億的投資裡,其中信息基礎設施,可再生能源,綠色低碳城鎮化和現代城市,這些加在一起20多萬億的投資,這些投資将來在未來的“雙碳”行動裡發揮越來越重要的作用,這僅僅是“十四五”期間的工作;創新技術的研發,碳市場的啟動和綠色金融投資三位一體的發力,是我們未來值得關注的。

有人講,過去40年影響中國發展最重要的四個字是改革開放,而未來40年影響中國發展最重要的四個字很可能是雙碳行動。未來我們要支撐碳中和目标的實現,在自然科學、工程科學、社會科學方面,不僅存在技術短闆,而且還有人才短闆,雙碳行動的目标值得期待,但是我們要經過艱苦的努力,謝謝大家!

來源:網易科技,中國環保産業協會

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